陳銳志：用音頻技術(shù)為“北斗”補(bǔ)上室內(nèi)導(dǎo)航短板

初見(jiàn)武漢大學(xué)測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任陳銳志，是在一堂有關(guān)高精度定位的科普課上。還沒(méi)有進(jìn)教室，筆者便在走廊聽(tīng)到學(xué)生們的陣陣笑聲?！翱茖W(xué)并不枯燥，我希望把知識(shí)盡可能講得有意思一些。”他說(shuō)。

? 回首過(guò)去40年，陳銳志的人生軌跡多次發(fā)生改變：既在企業(yè)工作過(guò)，又在高校做過(guò)科研，生活的國(guó)家也是幾經(jīng)更換。不過(guò)，有一點(diǎn)未曾變過(guò)，他一直將自己牢牢“定位”在導(dǎo)航研究上。

? “無(wú)論身處何處，我都希望能學(xué)有所成，把研究成果獻(xiàn)給祖國(guó)?！标愪J志說(shuō)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)北斗）是我國(guó)自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，關(guān)乎國(guó)家安全。過(guò)去幾年，他和團(tuán)隊(duì)成員在做的就是幫助北斗補(bǔ)上室內(nèi)導(dǎo)航短板，將北斗的服務(wù)能力從室外拓展到室內(nèi)。

《全球前2%頂尖科學(xué)家榜單2021》于近日發(fā)布，陳銳志同時(shí)入選全球“終身科學(xué)影響力排行榜”和“年度科學(xué)影響力排行榜”。

“那時(shí)候我選專(zhuān)業(yè)就像拆‘盲盒’，其實(shí)并不清楚自己選的具體是什么?！标愪J志回憶道，1981年選擇上武漢測(cè)繪學(xué)院（現(xiàn)武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院），全憑感覺(jué)。

彼時(shí)，鄰近高考，武漢測(cè)繪學(xué)院的招生簡(jiǎn)章貼在陳銳志的高中教室門(mén)口?！爱?dāng)時(shí)，我天天都能看到這個(gè)簡(jiǎn)章，后來(lái)填報(bào)志愿時(shí)很自然地選了測(cè)繪專(zhuān)業(yè)?！彼貞浀馈?/p>

陳銳志或許沒(méi)想到，這樣一個(gè)不經(jīng)意的選擇，竟決定了他未來(lái)40年的人生走向。

“剛開(kāi)始上大學(xué)時(shí)，我對(duì)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)并沒(méi)有多少熱情。直到大二時(shí)，我才慢慢對(duì)測(cè)繪這個(gè)專(zhuān)業(yè)有些興趣?！标愪J志回憶道。

本科畢業(yè)后，陳銳志在國(guó)家測(cè)繪局工作了一年，之后他前往芬蘭赫爾辛基大學(xué)攻讀碩士學(xué)位。畢業(yè)后，在芬蘭大地測(cè)量研究所做了一段時(shí)間研究員，而后又在芬蘭諾基亞公司當(dāng)了4年的工程經(jīng)理，并在此期間拿了一個(gè)計(jì)算機(jī)碩士學(xué)位。

隨后，陳銳志再回芬蘭大地測(cè)量研究所，擔(dān)任導(dǎo)航定位研究室主任，并成為該研究室終身教授，這也是芬蘭聘任的第一位華人教授。

在芬蘭生活、工作26年后，陳銳志想跳出“舒適圈”，“覺(jué)得自己的人生需要重新‘定位’”。

于是，陳銳志前往美國(guó)德州農(nóng)工大學(xué)擔(dān)任講席教授。在美工作期間，他發(fā)現(xiàn)學(xué)界在手機(jī)室內(nèi)定位導(dǎo)航方面的研究不足。

瞅準(zhǔn)了方向后，陳銳志決定深耕這塊“土地”，但他不愿在國(guó)外做研究，他想把成果回饋給祖國(guó)。

2016年，陳銳志帶著學(xué)術(shù)設(shè)想回到了母校，并開(kāi)始擔(dān)任武漢大學(xué)測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。

陳銳志與導(dǎo)航定位的故事，要從21年前講起。

2001年，芬蘭大地測(cè)量研究所成立導(dǎo)航定位研究室，經(jīng)過(guò)一年多的遴選和國(guó)際同行評(píng)議，陳銳志獲聘研究室主任、教授。上任第一要?jiǎng)?wù)，便是規(guī)劃研究室的發(fā)展方向。結(jié)合工作經(jīng)歷以及對(duì)LBS（基于位置的服務(wù)）技術(shù)的關(guān)注，陳銳志選擇了“室內(nèi)定位技術(shù)”這一冷門(mén)方向。

在陳銳志的帶領(lǐng)下，該研究室的成果取得了突破性進(jìn)展，相關(guān)技術(shù)亮相于2010年上海世界博覽會(huì)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)上海世博會(huì)）。

“我們將技術(shù)帶進(jìn)了上海世博會(huì)芬蘭館，引導(dǎo)進(jìn)館游客在手機(jī)上體驗(yàn)三維導(dǎo)航服務(wù)。”陳銳志說(shuō)，這是全球第一個(gè)基于智能手機(jī)的室內(nèi)三維導(dǎo)航項(xiàng)目。該項(xiàng)目成為上海世博會(huì)的示范項(xiàng)目，相關(guān)報(bào)道登上導(dǎo)航領(lǐng)域?qū)W術(shù)期刊《GPS WORLD》的封面。

擔(dān)任武漢大學(xué)測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任后，由陳銳志主持的《高可用高精度室內(nèi)智能混合定位與室內(nèi)GIS技術(shù)》獲得“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目立項(xiàng)。

談及這項(xiàng)圍繞北斗的工作，陳銳志用“從室外到室內(nèi)、從地面到天上”概括其研究設(shè)想。

“目前，北斗尚無(wú)法做到室內(nèi)定位，也無(wú)法離開(kāi)地面CORS（衛(wèi)星定位服務(wù)參考站）網(wǎng)絡(luò)提供的實(shí)時(shí)厘米級(jí)高精度定位服務(wù)?！标愪J志解釋道，“從室外到室內(nèi)”是指把北斗的服務(wù)能力從室外拓展到室內(nèi)，進(jìn)而形成“室內(nèi)外無(wú)縫”閉環(huán);“從地面帶到天上”是指通過(guò)“珞珈一號(hào)”試驗(yàn)衛(wèi)星，探索將地面上的CORS基站搬到天上的可能。

由于北斗信號(hào)無(wú)法穿透室內(nèi)空間、室內(nèi)定位精度低，陳銳志及其團(tuán)隊(duì)成員希望研發(fā)出基于音頻的智能手機(jī)室內(nèi)定位技術(shù)，以補(bǔ)齊北斗的這一短板。

與目前廣泛采用的藍(lán)牙定位技術(shù)相比，這一音頻定位技術(shù)的信號(hào)覆蓋距離更遠(yuǎn)、測(cè)距精度更高，是目前世界上精度最高的定位技術(shù)。

2021年9月23日，陳銳志團(tuán)隊(duì)研制的音頻定位芯片正式發(fā)布，這也是全球首款基于RISC-V高精度音頻測(cè)距技術(shù)的專(zhuān)用芯片。

在芬蘭和美國(guó)工作期間，陳銳志培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的華人青年科學(xué)家，當(dāng)他回到母校后，也把這批人才帶回了祖國(guó)。

回到母校后，陳銳志將許多時(shí)間用在了培養(yǎng)學(xué)生上。他通過(guò)武漢大學(xué)測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，著力創(chuàng)新本科人才模式，以科研優(yōu)勢(shì)反哺本科人才培養(yǎng);設(shè)立“雙一流”創(chuàng)新訓(xùn)練專(zhuān)項(xiàng)，資助對(duì)科研有濃厚興趣、學(xué)有余力的本科生開(kāi)展科研活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科、跨層次的合作研究。

“本科階段是科研興趣培養(yǎng)的關(guān)鍵期，老師稍加引導(dǎo)就可能對(duì)學(xué)生產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在培養(yǎng)過(guò)程中，加強(qiáng)他們的原始創(chuàng)新能力是我的主發(fā)力點(diǎn)?！彼f(shuō)。

“陳老師很重視培養(yǎng)我們的創(chuàng)新實(shí)踐能力，鼓勵(lì)我們自己搞小科技發(fā)明、設(shè)計(jì)自己的小產(chǎn)品?！标愪J志的學(xué)生說(shuō)。

鼓勵(lì)學(xué)生參加比賽，在“賽中學(xué)”是陳銳志獨(dú)特的育人方式。

2021年10月15日，第七屆中國(guó)國(guó)際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)總決賽在江西南昌落幕，由陳銳志指導(dǎo)的學(xué)生團(tuán)隊(duì)斬獲高教主賽道金獎(jiǎng)。同時(shí)，其作為湖北省唯一入圍全國(guó)三強(qiáng)排位賽的隊(duì)伍，創(chuàng)造了武漢大學(xué)在該項(xiàng)賽事中的最佳成績(jī)。

“參加國(guó)際大賽是提升學(xué)生們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的好機(jī)會(huì)，能力提升比得獎(jiǎng)更重要?！标愪J志說(shuō)。

此外，陳銳志還善用獎(jiǎng)項(xiàng)激勵(lì)學(xué)生進(jìn)步。他設(shè)立了測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室原始創(chuàng)新獎(jiǎng)，評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)是科研成果的原始創(chuàng)新程度。實(shí)驗(yàn)室的5個(gè)研究方向各有一個(gè)獲獎(jiǎng)名額，分別獎(jiǎng)勵(lì)5萬(wàn)元，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行原始創(chuàng)新。

“這個(gè)獎(jiǎng)學(xué)金評(píng)定不是看論文，而是重點(diǎn)考查學(xué)生的研究思路，是否符合從0到1的原始創(chuàng)新要求。”陳銳志說(shuō)，希望通過(guò)一流的環(huán)境培養(yǎng)一流的學(xué)生，最終推動(dòng)學(xué)科發(fā)展，打造完整的原始創(chuàng)新生態(tài)鏈。